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烟气排放连续监测系统（CEMS）培训资料北京雪迪龙自动控制系统有限公司BeijingSDLAutoControlSystemCo.,Ltd.公司简介北京雪迪龙自动控制系统有限公司（SDL）成立于1998年，坐落于北京市昌平回龙观国际信息产业基地，是一家按现代化企业原则组建的高新技术企业。SDL公司是集在线气体分析仪器及系统研发设计和生产于一体的专业公司，同时是西门子授权在中国的分析仪器技术服务中心。公司自主研发生产的烟气连续监测系统（CEMS）引进国际领先检测技术，是目前国内最先进的CEMS，产品市场占有率达到23%，已生产在线分析系统近4000套。我公司具有自主知识产权的数据采集控制系统软件，既吸收了国外软件的优点又满足国家了环境监测的数据要求。几年来，SDL近两千套CEMS用于环保行业，受到用户广泛好评。公司成立十年来，产品覆盖中国30多个省市及自治区，远销欧美、中东，非州等国家和地区。公司现有员工300人，其中高级工程师25名，工程师150名，是一支优秀的专业的气体分析服务队伍。公司于2000年通过了ISO9001国际标准质量体系认证，并于2008年通过了ISO14000环境管理体系认证证书，ISO18000职业健康安全管理体系证书。SDL公司坚持用企业文化提升企业核心竞争力，使企业在发展中树立起良好的社会形象。以“振兴分析仪器民族工业”为己任，一如既往的为顾客提供最合适气体分析解决方案。公司在上海、武汉、广州、广西、河南、香港等地设有办事处。烟气连续监测系统CEMS火电厂烟囱排放排放物：SO2,NOx,尘埃,有毒气体排放物构成了对环境、对人类的污染、伤害。《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-96《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2007《固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法》HJ/T76-2007《中华人民共和国大气污染防治法》2000年9月1日起实施《火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》G-HB97-01《火电厂烟气连续排放连续监测技术规程》HJ/T-2000《固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996《烟气采样器技术条件》HJ/T47-1999《烟尘采样器技术条件》HJ/T48-1999中国烟气排放的有关法规CEMS系统组成1、烟气成份分析系统1.1分析对象：SO2,NOx,O21.2系统构成采样单元样品预处理单元分析仪表2.烟尘浓度监测系统3.质量流量检测系统流量：Qs压力：P温度：T湿度：H2O4.数据采集、处理及控制系统烟气排放连续监测系统SCS-900seriesCEMS采样方法介绍一、直接抽取法烟气由采样泵抽取，经由采样探头，过滤器、采样管送至预处理。经过除尘、除湿后进入分析仪进行含量检测。1直接抽取法2稀释法3直接测量法二、稀释法烟气由喷射泵抽取，用干净空气按一定比例稀释样气，经简单预处理之后进入分析仪进行含量检测。CEMS采样方法介绍稀释法取样探头结构图1.2.3.4.5.6.7.8.1、原理说明：采用文丘里喷射泵抽取烟气，干燥、清洁的空气作为喷射源和稀释气，压缩空气在喷射泵的一级喷嘴和二级喷嘴之间的空间内产生一个负压，此负压将烟道内的烟气从节流孔抽入，并与压缩空气混合稀释后经管线送往分析仪。稀释法取样探头工作原理图2、要点说明：（1）当节流孔两侧压力保证P下≤0.53P上时，小孔处于临界状态，此时流过小孔的体积流量保持恒定，与P上和P下无关。（2）稀释比：稀释后气体的流量与经过小孔的烟气流量之比，r=(Q1+Q2)/Q2。通过调节空气压力所得。稀释通常为：100：1至300：1（3）真空压力表是监视节流孔下游压力P下的。（4）探头需要另加一个控制器a)向探头提供空气源，保持喷射泵的真空度，保证稀释比。b)送标气对零点和量程进行标定用。c)定时向探头进行反吹冲洗。（5）压缩空气必须除SO2、NOx、CO、CO2、H2O等干扰杂质。（6）防止节流小孔堵塞，定期反吹是关键。三、直接测量法将一束红外或紫外光直接照射到烟道中，应用气体的特征吸收光谱进行相应能量吸收，达到检测的目的。结构形式：内置式外置式CEMS采样方法介绍根据工艺条件，重点解决两个问题A：把大量的粉尘堵在探头过滤器之外，并且定期吹回到烟道之中。B：保证水蒸气不结露，不能与SO2反应生成稀硫酸。结构及功能(1)探杆：φ30，316SS——伸入烟道之中(2)冶金粉沫过滤器，孔隙：5－10μm——堵塞烟尘(3)电加热管：保证水蒸气不结露，加热温度180℃，小于120℃时报警。(4)法兰——安装连接(5)防雨罩，支架等——保护1、采样器采样单元——直接抽取法介绍2、反吹系统——定时将粉尘吹回烟道中(1)储气罐(2)二通电磁阀(3)仪用空气为反吹气源——0.3－0.7MPa(4)由PLC控制，每6－8小时反吹一次。保证采样管畅通。CEMS采样方法介绍采样器及反吹系统示意图CEMS采样方法介绍采样器、反吹系统示图CEMS采样方法介绍采样单元外形图采样单元外形图采样器主要部件图CEMS采样方法介绍采样管采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采样管内温度控制在140-160℃，使得烟气中水含量以蒸气状态存在，防止水结露与SO2生成酸，并有报警装置。PT100测温电阻温度范围140－160度∮8聚四氟乙烯管保温材料电拌热带采样管内部结构示意图样气管烟气成份分析系统组成∮50聚氯乙烯管样品预处理单元将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、含尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量SO2、NOx、O2的含量。气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然后将水排出。冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器除去样气中含水量。精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在0.5μm以下。标定：定时对仪器进行零点和量程标定。快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少滞后所采取的措施。流量调节：保证仪器的进样流量在1.2～～2L/min。样品预处理单元样品预处理装置样品预处理装置预处理系统预处理系统压缩机制冷器气水分离器膜式过滤器取样泵精密过滤器预处理系统◆有三个不分光红外通道◆测氧探头◆用空气自动标定◆菜单式操作◆测量范围和输出信号可调ULTRAMAT23经济的多组份气体分析仪◆自解释简单文本菜单◆按钮操作◆选取所有内部功能和操作参数◆操作密码保护ULTRAMAT23操作简便◆大的,易读的显示器◆单位可选(ppm,%,mg/m3)◆具有报警,出错,限制,维护,泵,编码信息◆记录ULTRAMAT23显示–––所有信息一目了然•M◆单光束不分光红外方法,气体充满检测器◆双层和三层检测器,有最大的选择性◆自动标定功能--用大气标定ULTRAMAT23分析装置–––性能的核心1、红外光源2、反射器3、切光片4、马达5、样品池6、窗口7、第一检测器8、第二检测器9、第三检测器（耦合器）10、毛细管11、微流量传感器12、滑块部件组成及功能M1256129811107样气出口样气入口34•空气•M在自动标定过程中,采样单元将泵入空气.这样产生最高检测信号U0(没有预先吸收)•0•U0•检测器信号•U•浓度•ppm/%•基准•洁净样品单元ULTRAMAT23单点自动标定•S=•U0-U•U0•=•F•U0-F•U•F•U0•U0-U•U0•=•U•c•U0•F•U0=U0‘•洁净的•被污染的•U•F•U•浓度ULTRAMAT23独特的自动标定◆12个以上可编址的信道最多48个组件◆远程操作和编程◆通过调制解调器可远程维护和服务◆访问所有诊断数据◆修正两台分析仪之间的干扰6系列andULTRAMAT23适应SIPROMGA-网络2、尘埃浓度检测系统浊度法：德国DURAGD-R216英国DOSM200光散射法：Model2030尘埃浓度检测系统光散射法：Model2030烟尘浓度监测仪系统包括：光学部分；电路部分；定标器；风室；外形图定标器尘埃浓度检测系统光学部分包括：激光光源、功率控制器、光电传感器、散射光接收器。激光光源及功率控制保证光源的稳定性,激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。测量区的大小由通过光栏、接受镜头参数及传感器大小和光源的探角决定光学部分电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。定标器用于产生一稳定的光信号,对仪器进行零点及跨度标定。风室为一腔体,留有与清洁空气源连接的接口,用于保护仪器不被烟气污染。电路部分、定标器、风室调零电位器校准旋钮示意图校准旋钮示意图ZXS调量程电位器调放大器增益反射折射吸收衍射光颗粒物粒子光捕集器区域前散射区域90度区域散射光强度光捕集器区域光捕集器区域后散射区域发射光从示意图中可以看到，颗粒物光散射强度的方式依次排列为前散射、后散射、900散射，使用小角度比其他角度仪器更灵敏。粉尘监测法—散射法示意图烟尘颗粒接收器光源烟尘颗粒θαθβθ光源光电接收器透镜将一光束射入烟道，光束与烟尘颗粒相互作用产生散射，散射光的强弱与总散射截面成正比，当烟尘浓度升高时烟尘的总散射截面增大，散射光增强，通过测量散射光的强弱，即可得到烟尘颗粒物的浓度。外置式后散射光颗粒物监测原理可选吹扫系统过滤器吹扫风机连接管防雨箱烟尘监测仪本体连接螺栓烟囱壁法兰系统连接图电流环路Chuan传感器传感器接收镜头光栏光源排放源预处理及功率控制调制放大解调V/I转换系统原理图标定方法说明（1）测量颗粒物浓度方法：散射光的光强与烟尘浓度之间有相关关系，可借用人工标定得出颗粒物浓度值。（2）方法：人工标定，建立回归方程。Y=b1x+b0Y——颗粒物浓度，单位为mg/m3;X——颗粒物CEMS显示值b1——线性相关曲线斜率；b0——线性相关曲线截距颗粒物检测仪注：x值是由测尘仪指示的数值。Y值是由人工采样用称重法得到的烟尘含量（mg/m3)b0=Y-b1X颗粒物检测仪标定方法说明改变操作条件，在某一操作条件下取出测尘仪的显示值，人工采样得出含尘量，并且反复多次检测。◆采用激光背散射原理，不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动◆单端安装，无需对中◆采用标准0-20/4-20mA工业标准电流输出，连接方便◆仪器整体功耗非常小,大约5w左右◆在特殊的要求条件下测量区大小可以订制Model2030技术特点3.质量、流量检测系统方法：差压法结构：皮托管差压变送器原理：根据差压法测定烟气排放量。利用压力传感器测定皮托管承受的动压和静压。动压和静压与被测烟气的流速成一定的比例关系，从而可定量烟气的流量。质量、流量检测系统计算公式•烟道断面各点（平均）流速计算公式•——烟道某断面平均流速（m/s）•——各点测出的流速（m/s)•Kp——皮托管修正系数•Ts——排气温度（℃）•Ms——湿排气分子量（Kg/Kmol)•Ba——大气压力（Pa）•Ps——排气静压（Pa）•Pdi——排气动压（Pa）3.2烟气流量湿烟气流量（在工况条件下）Qs=3600FVs(M3/h)其中：F——测孔处烟气截面积（M2）Vs——测孔处烟气截面湿烟气平均流速（M/s)烟气流量其中：Qsn——标准状况下干气排放量（M3/h）Qs——湿烟气流量（M3/h）Ba——大气压力（Pa）Ps——烟气静压（Pa）Ts——烟气温度（℃）Xsw——烟气湿度（水含量百分比%）Ba+Ps273Qsn=Qs•————•————•(1-Xsw)101325273+Ts标准状况下干烟气流量（排放量）湿度测量方法：直接测量法：利于湿度仪直接测含水量——电容法近似计算法：测量干氧和湿氧含量干氧——由U23直接测量湿氧——用氧化锆分析仪测量计算公式：O2%（湿氧）H2O%=100%（1--------------）+0.8%O2%（干氧）湿度测量方法：